模塊電源的替代設(shè)計(jì)第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六板級(jí)分立方案

隔離方案●反激拓樸結(jié)構(gòu)PWM控制IC●正激拓樸結(jié)構(gòu)

PWM控制IC●全橋拓樸結(jié)構(gòu)

PWM控制IC

非隔離方案●Buck或同步Buck拓樸結(jié)構(gòu)

PWM控制IC模塊電源的替代設(shè)計(jì)第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六模塊電源的替代設(shè)計(jì)2種方案比較通用模塊電源板級(jí)分立方案靈活性一般很強(qiáng),適用各種且方案可移植尺寸大較小元件數(shù)量很少,一個(gè),易管理多應(yīng)用及設(shè)計(jì)應(yīng)用簡單,不需要工程設(shè)計(jì)較復(fù)雜,需要專門設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)人員要求低,不需要有電源設(shè)計(jì)能力較高,需要一定電源設(shè)計(jì)能力可靠性差一般設(shè)計(jì)周期短較長成本高很低第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六Step-Down/Buck變換器設(shè)計(jì)VinLCRVo同步Buck變換器:1應(yīng)用于低電壓大電流(低電壓>低占空比續(xù)流管導(dǎo)通更長時(shí)間)2高效率第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六Step-Down/Buck變換器設(shè)計(jì)操作控制技術(shù)模式第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六在重負(fù)載電流時(shí)IAVE>?IRipple電感的電流總是由正方向流動(dòng)電流不會(huì)降到0PWM控制,恒定開關(guān)頻率工作改變占空式調(diào)節(jié)輸出由于開關(guān)頻率固定，噪聲頻譜固定，噪聲頻譜相對(duì)窄，使用簡單濾波技術(shù)就可以極大程度的減小峰峰電壓紋波。VinLCrcRVoPWMdCCM連續(xù)電流模式第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六VinLCrcRVoPWMd噪聲不容易濾除在輕負(fù)載電流時(shí)IAVE<

?IRipple電感的電流(能量)完全放電到0在電流降到0時(shí)刻，二極管阻擋電流的反向流動(dòng)，電感的電壓降到0開關(guān)頻率與負(fù)載電流成正比負(fù)載進(jìn)一步減小時(shí)進(jìn)入變頻操作DCM不連續(xù)電流模式第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六在輕負(fù)載電流時(shí)三種工作模式ForcedContinuousModePulseSkipMode(定頻DCM)BurstMode輕負(fù)載電流工作模式第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六ForcedContinuousMode電感中的電流在一個(gè)開關(guān)周期一定的時(shí)間內(nèi)可以反向流動(dòng)電流在功率開關(guān)管正反向流動(dòng)產(chǎn)生功率消耗從而降低效率允許電感電流反向流動(dòng)優(yōu)點(diǎn)輸出紋波電壓和頻率在整個(gè)負(fù)載變化范圍內(nèi)恒定，容易濾除噪聲適合于通訊等要求干擾噪聲低的應(yīng)用第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六PulseSkippingMode允許調(diào)節(jié)器跳掉一些不需要的脈沖，從而極大的提高輕載的效率

一個(gè)脈沖將對(duì)輸出電容充電維持足夠的輸出能量從而可以跳掉一個(gè)或幾個(gè)脈沖當(dāng)輸出電壓降到調(diào)節(jié)的閾值電壓以下時(shí)一個(gè)新的脈沖開始輸出電壓紋波頻率與負(fù)載電壓成正比在脈沖之間只有靜態(tài)電流Iq產(chǎn)生的功耗只對(duì)輸出電壓進(jìn)行處理，不需要對(duì)檢測的電流進(jìn)行處理提高了輕載時(shí)效率但噪聲大，因?yàn)閷?shí)際的開關(guān)頻率不固定。第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六BurstModeOperation縮短激活模式的時(shí)間，從而延長系統(tǒng)待機(jī)的時(shí)間最低的靜態(tài)電流Iq功率損耗準(zhǔn)disable控制器，直到輸出電壓到達(dá)設(shè)定的下限閾值電壓滯回控制用脈沖突發(fā)抬高輸出電壓直到輸出電壓到達(dá)設(shè)定的上限閾值電壓。三種模式中噪聲最大需要電流檢測當(dāng)要求的輸出電流降到內(nèi)部設(shè)定的閾值時(shí)。

元件關(guān)斷內(nèi)部的振蕩器進(jìn)入低電流工作狀態(tài)。保持低電流的工作，直到輸出電壓降到足夠低要求另一次的電流突發(fā)。第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六BurstModevs.PulseSkipmode(VoutandIL)BurstmodePulseskipmode提供最好的低負(fù)載電流效率但輸出電壓紋波高提供最低的輸出電壓電流紋波但低負(fù)載電流效率差第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六BurstMode具有最高的輕載效率，其次是PulseSkipMode，F(xiàn)orcedContinuousMode輕載效率最低ForcedContinuousMode具有最好輕載調(diào)整率，其次PulseSkipMode，BurstMode輕載調(diào)整率最差效率與輕載調(diào)整率第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六ForcedContinuousPulseSkippingBurst輕載效率OkayGoodBest負(fù)載調(diào)整率BestGoodOkay噪聲BestGoodOkay結(jié)論第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六VinLCrcRVoPWMddComparatorslopeComp.VrefR1R2誤差放大器補(bǔ)償A(s)功率級(jí)：控制對(duì)輸出vcVCsloped·TsTsVFBd=k·Vc電壓模式控制BUCK變換器第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六優(yōu)點(diǎn):不需要精密的電流檢測電阻缺點(diǎn)環(huán)路增益是輸入電壓的函數(shù),需要輸入電壓前饋環(huán)路增益是輸出電容ESR的函數(shù),需要仔細(xì)設(shè)計(jì)補(bǔ)償環(huán)路電流檢測/限流控制緩慢不準(zhǔn)確如果多個(gè)電源和多個(gè)并聯(lián)相位操作,需要外部電路進(jìn)行均流控制電壓模式控制BUCK變換器第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六VinLCrcRsenseRVoPWMdvodComparatorslopecompvcgmRoCthRthCthpCompensationNetworkVrefR1R2C1C2Kref(s)igmveainiLfeedbackITHEAINKiErrorOp-Amp內(nèi)在固有的脈沖峰值限流電感電流真正的軟起動(dòng)精確的電流檢測環(huán)對(duì)于所有陶冶電容容易設(shè)計(jì)補(bǔ)償環(huán)路C電流模式控制BUCK變換器第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六優(yōu)點(diǎn):精確/快速脈沖限流真正的電感電流軟起始容易實(shí)現(xiàn)多個(gè)相位/多個(gè)變換器并聯(lián)操作得到更大輸出電流精確/快速的電流均流可靠性高缺點(diǎn):需要精密的電流檢測電阻,影響效率和成本電流模式控制BUCK變換器第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六●電流式拓樸結(jié)構(gòu)僅需陶瓷輸出電容和ICVC管腳處簡單的RC網(wǎng)絡(luò)，就能對(duì)兩個(gè)輸出上的負(fù)載瞬態(tài)作出穩(wěn)定響應(yīng)。與電壓式控制器拓樸相比，這種拓樸結(jié)構(gòu)更省空間、省成本?！耠妷菏娇刂破魍貥阈枰~外的補(bǔ)償器件來優(yōu)化負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。典型的電壓式控制器需要電解電容或鉭電容穩(wěn)定控制回路，并維持良好的高頻響應(yīng)。在相同均方根工作電流的需求下，相同電容值的電解電容或鉭電容比陶瓷電容的體積更大，輸出電壓的波動(dòng)也更大。因此，帶有陶瓷電容的電流式步降開關(guān)調(diào)節(jié)器比常用的電壓模式結(jié)構(gòu)更簡單、體積更小、價(jià)格更便宜。電流模式和電壓模式比較第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六LCrcRVoPWMdvodComparatorvIthgmRoCthRthCthpCompensationNetworkVrefR1R2C1Kref(s)igmveainiLxRds(on)ITHEAINErrorOp-Amp谷點(diǎn)電流模式控制BUCK變換器第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六VIth

IoiLiLXRds(on)VIth=iLXRds(on)上管恒定導(dǎo)通時(shí)間下管變化導(dǎo)通時(shí)間下管變化導(dǎo)通時(shí)間調(diào)節(jié)輸出電壓VO上管驅(qū)動(dòng)信號(hào)谷點(diǎn)電流模式控制BUCK變換器第二十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六iLIo谷點(diǎn)電流模式負(fù)載從0A跳到5A峰值電流模式負(fù)載從0A跳到5A從當(dāng)前的脈沖周期響應(yīng)從下一個(gè)脈沖周期響應(yīng)快速負(fù)載響應(yīng):電感的電流波形第二十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期六優(yōu)化高降壓比的